DE1153796B

DE1153796B - Bistable flip-flop, especially for telecommunications systems

Info

Publication number: DE1153796B
Application number: DEST19554A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Roland Wehinger
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1962-08-01
Filing date: 1962-08-01
Publication date: 1963-09-05

Description

Bistabile Kippschaltung, insbesondere für Fernmeldeanlagen Zusatz zum Patent 1093 412 Gegenstand der Patentschrift 1093 412 ist eine bistabile Kippschaltung mit zwei einander gegenseitig steuernden Transistoren, die durch aufeinanderfolgende gleichsinnige Impulse jeweils in den anderen ihrer beiden stabilen Zustände gebracht wird, insbesondere für Fernmeldeanlagen. Jedem Transistor ist ein einmaschiges Netzwerk zugeordnet, das aus einem ohmschen Widerstand, einem als Schalter verwendbaren Schaltmittel und einem Kondensator besteht und als Dreieckschaltung ausgebildet ist. Die Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator und dem ohmschen Widerstand liegt dabei am Kollektor des zugehörigen Transistors, die Verbindungsstelle zwischen dem ohmschen Widerstand und dem Schaltmittel ist an der Basis des anderen Transistors angeschlossen, während die Verbindungsstelle zwischen dem Schaltmittel und dem Kondensator über den dem anderen Transistor zugeordneten Ableitwiderstand an der positiven Vorspannung liegt.Bistable toggle switch, especially for telecommunication systems addition to patent 1093 412 The subject of patent 1093 412 is a bistable multivibrator with two mutually controlling transistors through successive impulses in the same direction are brought into the other of their two stable states especially for telecommunication systems. Every transistor is a single-mesh network assigned that consists of an ohmic resistor, a switching means that can be used as a switch and a capacitor and is designed as a delta connection. The junction between the capacitor and the ohmic resistor lies at the collector of the associated transistor, the junction between the ohmic resistor and the switching means is connected to the base of the other transistor while the connection point between the switching means and the capacitor via the dem other transistor associated bleeder resistor is connected to the positive bias voltage.

Mit dieser Kippschaltung lassen sich verschiedene Zeitkonstanten für die Aufladung und Entladung bzw. Umladung der beiden Kondensatoren erreichen. Insbesondere läßt sich ein Unterschied in den Ladungszuständen der beiden Kondensatoren beim Ansteuern der Kippschaltung über eine längere Zeit erhalten, so daß nicht nur die Ansteuerung mit einem Nadelimpuls, sondern auch die Ansteuerung mit einem längeren Impuls die Kippschaltung sicher in den anderen stabilen Zustand überführt.With this toggle switch, different time constants for achieve the charging and discharging or reloading of the two capacitors. In particular there is a difference in the charge states of the two capacitors Controlling the flip-flop over a longer period of time, so that not only the Control with a needle pulse, but also control with a longer one Impulse safely transfers the flip-flop to the other stable state.

Solche längere Steuerimpulse können durch Schaltmittel erzeugt werden, die Prellungserscheinungen zeigen. Die Kontaktprellungen können nun zwar nicht dazu führen, das sich die Kippschaltung nach dem Ende eines Steuerimpulses in einem falschen Zustand befindet, doch werden diese Prellungen am Ausgang der Kippanordnung abgebildet, was vielfach störend sein kann.Such longer control pulses can be generated by switching means, show signs of bruising. The contact bruises cannot do this now cause the flip-flop circuit to turn into a wrong one after the end of a control pulse State, but these bruises are shown at the exit of the tilting arrangement, which can be annoying in many ways.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, für die oben beschriebene Kippschaltung ein Mittel zu finden, das Prellungserscheinungen am Ausgang der Kippschaltung unterdrückt. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwischen den Basen der Transistoren ein nichtlinearer Widerstand und ein mit einem Widerstand überbrückter Kondensator in Reihe liegen.The invention has set itself the task for the above-described Toggle switch a means to find the bruising at the output of the toggle switch suppressed. This is achieved according to the invention in that between the bases of the transistors one non-linear resistor and one bridged with a resistor Capacitor are in series.

An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Zeichnung zeigt eine Kippschaltung mit zwei Transistoren Trl., Tr2, deren Kollektoren über je einen Belastungswiderstand Wi 1 bzw. W12 mit dem negativen Pol U 1 und deren Emitter mit dem geerdeten Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden sind. Jedem Transistor ist eine Dreieckschaltung zugeordnet, die aus je einem Kondensator C 1 bzw. C2, einem Widerstand Wi 3 bzw. Wi 4 und einer Diode Gr3 bzw. Gr4 besteht. Die Verbindungsstelle 1 bzw. 2 zwischen dem Widerstand und dem Kondensator liegt dabei am Kollektor des zugehörigen Transistors, die Verbindungsstelle 3 bzw. 4 zwischen dem Widerstand und der Diode ist jeweils an die Basis des anderen Transistors angeschlossen, während die Verbindungsstelle 5 bzw. 6 zwischen dem Gleichrichter und dem Kondensator über jeweils einen Ableitwiderstand W15 bzw. Wi 6 mit dem positiven Pol U2 der Betriebsspannungsquelle verbunden ist. Zwischen den Basen der Transistoren liegt eine Diode Gr5 und ein Widerstand Wi7 in Reihe, wobei dem Widerstand Wi 7 noch ein Kondensator C 3 parallel geschaltet ist. über je eine Entkopplungsdiode Grl bzw. Gr2 sind die Basen der Transistoren weiterhin mit dem Steuereingang J verbunden, dem zur Umschaltung der Kippschaltung ein die Transistoren sperrender positiver Impuls zugeführt wird.The drawing shows a flip-flop circuit with two transistors Trl., Tr2, the collectors of which are each connected to the negative pole U 1 via a load resistor Wi 1 or W12 and the emitter of which is connected to the grounded pole of the operating voltage source. Each transistor is assigned a delta connection, which consists of a capacitor C 1 or C2, a resistor Wi 3 or Wi 4 and a diode Gr3 or Gr4. The connection point 1 or 2 between the resistor and the capacitor is at the collector of the associated transistor, the connection point 3 or 4 between the resistor and the diode is connected to the base of the other transistor, while the connection point 5 or 6 between the rectifier and the capacitor are each connected to the positive pole U2 of the operating voltage source via a bleeder resistor W15 or Wi 6. A diode Gr5 and a resistor Wi7 are connected in series between the bases of the transistors, with a capacitor C 3 also being connected in parallel with the resistor Wi 7. The bases of the transistors are also connected to the control input J via a decoupling diode Grl or Gr2, to which a positive pulse blocking the transistors is fed to switch the flip-flop.

Es sei angenommen, die Kippschaltung befinde sich gerade in dem Zustand, in dem der Transistor Trl gesperrt und der Transistor Tr2 durchlässig ist, dann zeigen die Kondensatoren C 1 und C 2 infolge der Verschiedenheit der an ihren Klemmen liegenden Potentiale verschieden große Ladungen. So hat der Kondensator C2, dessen eine Klemme 2 etwa Erdpotential und dessen andere Klemme ein zur Sperrung des Transistors Tr 1 ausreichendes, schwach positives Potential aufweist, eine wesentlich kleinere Ladung als der Kondensator C 1, dessen eine Klemme 1 etwa das negative Potential U 1 und dessen andere Klemme 5 ein zur Aussteuerung des Transistors Tr2 ausreichendes, schwach negatives Potential aufweist. Die Dioden Gr3, Gr4 sind in diesem Falle leitend, so daß die Punkte 3 und 5 bzw. die Punkte 4 und 6 etwa potentialgleich sind. Da die Basis des Transistors Tr 1 -positiv, die Basis des Transistors Tr 2 dagegen negativ vorgespannt ist, fließt ein Strom über den Widertand Wi7 und die Diode Gr5, wobei sich der Kondensator C 3 auf die am Widerstand Wi7 abfallende Spannung auflädt.It is assumed that the flip-flop is just in the state in which the transistor Trl is blocked and the transistor Tr2 is permeable, then the capacitors C 1 and C 2 show differently large charges due to the difference in the potentials at their terminals. The capacitor C2, one terminal 2 of which has approximately ground potential and the other terminal of which has a weakly positive potential sufficient to block the transistor Tr 1 , has a significantly smaller charge than the capacitor C 1, of which one terminal 1 has approximately the negative potential U 1 and the other terminal 5 of which has a weakly negative potential which is sufficient to drive the transistor Tr2. The diodes Gr3, Gr4 are conductive in this case, so that points 3 and 5 or points 4 and 6 are approximately equal in potential. Since the base of the transistor Tr 1 is positively biased while the base of the transistor Tr 2 is biased negatively, a current flows through the resistor Wi7 and the diode Gr5, the capacitor C 3 being charged to the voltage drop across the resistor Wi7.

Mit dem Beginn des Steuerimpulses wird zusätzlich zu dem Transistor Tr 1 der Transistor Tr 2 gesperrt. Der Kondensator C3 entlädt sich über den Widerstand Wi7. Gleichzeitig fließt ein größerer Strom in den Widerständen Wi 3, Wi 4. Da der jeweilige Spannungsabfall an diesen Widerständen größer als die Spannung am entsprechenden Kondensator C1 bzw. C2 ist, werden die Dioden Gr3, Gr4 gesperrt. Die Kondensatoren C1, C2 beginnen sich nun über die (hochohmigen) Widerstände W15, Wi 6 weiter aufzuladen. Die Ladezeit ist dabei ein Maß für die Fähigkeit, den ursprünglichen Zustand der Kippschaltung gespeichert zu halten. Dauert der Steuerimpuls so lange, daß die Kondensatoren C1, C2 etwa gleiche Ladungen annehmen, so ist keine richtige Arbeitsweise möglich. Ist der Steuerimpuls jedoch kürzer, so ist nach Ende des Steuerimpulses die Spannung am Kondensator C2 immer noch kleiner als diejenige am Kondensator Cl. Unmittelbar nach Ende des Steuerimpulses beginnt sich der Kondensator C 1 vorwiegend über die Diode Gr 3 und den Widerstand Wi 3 zu entladen. An der Basis des Transistors Tr2 stellt sich infolge des großen Spannungsabfalls am Widerstand Wi3 positives Potential ein, während das Basispotential des Transistors Trl infolge des kleineren Spannungsabfalls am Widerstand W!4 negativ wird. Das bedeutet, daß der Transistor Tr 1 in den leitenden, der Transistor Tr2 dagegen in den nichtleitenden Zustand gelangt und daß die Diode Gr 5 gesperrt wird.With the start of the control pulse, the transistor Tr 2 is blocked in addition to the transistor Tr 1. The capacitor C3 discharges through the resistor Wi7. At the same time, a larger current flows in the resistors Wi 3, Wi 4. Since the respective voltage drop across these resistors is greater than the voltage across the corresponding capacitor C1 or C2, the diodes Gr3, Gr4 are blocked. The capacitors C1, C2 now begin to charge further via the (high-value) resistors W15, Wi 6. The charging time is a measure of the ability to keep the original state of the flip-flop circuit saved. If the control pulse lasts so long that the capacitors C1, C2 take on approximately the same charge, correct operation is not possible. However, if the control pulse is shorter, then after the end of the control pulse, the voltage on capacitor C2 is still lower than that on capacitor C1. Immediately after the end of the control pulse, the capacitor C 1 begins to discharge mainly via the diode Gr 3 and the resistor Wi 3 . At the base of the transistor Tr2, a positive potential is established as a result of the large voltage drop across the resistor Wi3, while the base potential of the transistor Tr1 becomes negative due to the smaller voltage drop across the resistor W! 4. This means that the transistor Tr 1 goes into the conductive state, the transistor Tr2, however, goes into the non-conductive state and that the diode Gr 5 is blocked.

Am Anfang oder Ende dieses Steuerimpulses auftretende Prellungen erscheinen am Ausgang der Kippschaltung, dem Kollektor des Transistors Tr2, nicht, da der Transistor Tr2 während eines Prellimpulses durch diesen selbst und während einer Prellücke infolge der größeren Ladung des Kondensators C 1 gesperrt wird.Bruises appearing at the beginning or the end of this control pulse at the output of the flip-flop, the collector of the transistor Tr2, not because the transistor Tr2 during a bounce pulse by itself and during a bounce gap is blocked due to the greater charge of the capacitor C 1.

Nach dem Ende des Steuerimpulses werden die Kondensatoren C1, C2 nicht nur entladen, sondern auch gemäß dem neuen Zustand der Kippschaltung umgeladen, so daß nun der Kondensator C 1 die kleinere Spannung und der Kondensator C2 die größere Spannung aufweist. Beim Beginn des jetzt folgenden Steuerimpulses wird zusätzlich zum Transistor Tr2 der Transistor Trl gesperrt. Ist dieser zweite Steuerimpuls beendet, dann schaltet die Kippschaltung wegen der unterschiedlichen Ladungen der Kondensatoren Cl, C2 wieder in den anfangs geschilderten Zustand um. Diese Umschaltung jedoch erfolgt relativ langsam, da die Diode Gr 5 leitend und damit der Kondensator C 3 wirksam wird. Im ersten Moment nach dem Ende des zweiten Steuerimpulses liegt aus diesem Grund an der Basis des Transistors Tr2 etwa das gleiche positive Potential wie an der Basis des Transistors Trl. Erst mit der steigenden Spannung am Kondensator C3 kann der Transistor Tr2 allmählich vom gesperrten in den leitenden Zustand übergehen.After the end of the control pulse, the capacitors C1, C2 are not only discharged, but also recharged according to the new state of the flip-flop circuit, so that the capacitor C 1 now has the lower voltage and the capacitor C2 the higher voltage. At the beginning of the now following control pulse, the transistor Trl is blocked in addition to the transistor Tr2. When this second control pulse has ended, the flip-flop switches back to the state described at the beginning because of the different charges in the capacitors C1, C2. However, this switchover takes place relatively slowly, since the diode Gr 5 becomes conductive and thus the capacitor C 3 becomes effective. For this reason, at the first moment after the end of the second control pulse, there is approximately the same positive potential at the base of the transistor Tr2 as at the base of the transistor Tr1. Only when the voltage on the capacitor C3 increases, the transistor Tr2 can gradually change from the blocked to the conductive state.

Prellungen am Anfang und Ende des zweiten Steuerimpulses erscheinen am Ausgang 2 der Kippschaltung praktisch nicht. Der Transistor Tr2 bleibt während eines Prellimpulses durch diesen selbst und während einer Prellücke durch die Wirkung des Kondensators C3 gesperrt.Bruises appear at the beginning and end of the second control pulse practically not at output 2 of the flip-flop. The transistor Tr2 remains during a bounce impulse by itself and during a bounce gap by the effect of the capacitor C3 blocked.

Claims

PATENT CLAIM: Bistable multivibrator with two mutually controlling transistors, which are brought into the other of their two stable states by successive impulses in the same direction and in which, according to Patent 1093 412, a single-mesh network is assigned to the two transistors, characterized in that between the bases of the transistors ( Tr 1, Tr2) a non-linear resistor (Gr5) and a capacitor (C3) bridged with a resistor (W17 ) are connected in series.